JPH0956971A

JPH0956971A - 全自動洗濯機並びに全自動洗濯機の運転方法

Info

Publication number: JPH0956971A
Application number: JP7210441A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Koike; 敏文小池; Gichu Ota; 義注太田; Yosuke Nagano; 洋介永野; Shiro Obayashi; 史朗大林; Tamotsu Shikamori; 保鹿森; Toshiyasu Kamano; 年恭釜野; Soichi Fukuzawa; 宗一福沢; Kyoichi Sugano; 恭一菅野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-03-04
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP3125637B2

Abstract

(57)【要約】【目的】衿・袖・泥んこ汚れなどの頑固汚れた少量の洗
濯物に対し、極低水位で、回転翼を高デューティ比で反
転させるとともに、洗濯槽の中央部から洗濯水をかけ、
洗浄効果を高める。【構成】投入された少量の洗濯物９の概略半分が水に浸
かるような極低水位Ｈまで給水を行って、短周期でデュ
ーティ比が０．６以上となる反転サイクルで回転翼６を
運転し、洗濯物９と回転翼６の相対速度が大きい状態に
保ち洗浄力を高める。また、上記反転サイクルと洗濯物
９の動きを促進する通電時間が長い反転サイクルとを組
合せ、洗いむらを防止する。更に、回転翼６の裏羽根６
ａの回転で洗濯水８を吸込み、洗濯槽５の壁面設けた洗
濯水通路２１に吐出し、開口部２０ａから洗濯物９に洗
濯水８を噴射し、水面上の洗濯物９を洗濯水８で濡ら
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＹシャツの衿、
袖汚れや靴下、運動着の泥汚れ等の頑固な汚れをきれい
に洗う全自動洗濯機及びその運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】洗濯に関する消費者の実態調査（第２５
回被服整理学下記セミナー講演要旨集、平成４年日本家
政学会被服整理学部会主催）によれば、落ちにくくて困
っている汚れとして、白い靴下の汚れ、衿・袖の汚れが
１、２位にランクされている。このような汚れに対し、
洗濯機による洗濯の前に汚れ部位の部分洗い（手洗い、
ブラシ洗いなど）やつけ置き洗いなどの前洗いを行って
いる人が７０％以上を占めている。すなわち、現状の洗
濯機では衿、袖、泥んこ汚れなどのような頑固な汚れを
十分に落とすことができず、消費者の洗濯機に対する大
きな不満点となっている。このような頑固汚れの洗濯物
の量は、家族構成によってまちまちであるが、１日当た
り平均１ｋｇ、最大でも約２ｋｇと比較的少量である。

【０００３】このような頑固汚れに対処した洗濯機とし
ては、例えば、特開平２−２９２９５号公報に記載され
ているように、洗濯槽の底部からの水深が１０ｃｍ以下
の低水位で回転翼を運転し、少量の衣類を洗濯する洗濯
機がある。この洗濯機によれば、洗濯水中での衣類の浮
遊が少なくなり、回転翼と衣類との接触頻度が増加する
ため、洗濯機の機械作用が増加し、洗浄力を向上させる
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−２９２９５
号公報の洗濯機では、水位を１０ｃｍ以下の値に設定す
るのみで、洗濯物の量に応じて最適な水位に制御する手
段は記載されていない。また、回転翼を正逆転させるサ
イクルに関しても記載されていないが、現在使用されて
いる全自動洗濯機では、モータに０．５〜１．５秒程度
通電し回転翼を回転させた後、同程度の通電休止時間
（この間回転翼は慣性で回転し、停止する）を置き、回
転方向を反転させるサイクルで運転している。一般に、
回転翼が回転方向を反転した直後には、回転翼と洗濯衣
類との相対速度が大きく、洗濯物には強い機械力が作用
する。

【０００５】しかし、本発明のような少量の洗濯物の場
合には、洗濯物は回転翼の動きにすぐに追随し、回転翼
と洗濯物の相対速度が急激に小さくなる。そして、モー
タの通電時間の後半から通電休止時間にかけては、回転
翼と洗濯物はほとんど一緒に動いてしまい、洗濯物に有
効に作用する機械力が小さくなってしまうという問題が
あった。また、頑固汚れ用に強力洗いコースが用意され
ている洗濯機があるが、これはモータ通電時間を１〜
１．５秒程度に長くしている。しかし、通電時間が長い
ため、少量の洗濯物の場合は回転翼にはね飛ばされて、
回転翼から有効な機械力が得られないという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するもので、少
量の洗濯物に対し洗濯物の量に対応した極低水位にし回
転翼から洗濯物へ及ぼす機械力を増加して洗浄力を向上
することを第１の目的とする。

【０００７】また、極低水位にし回転翼から洗濯物へ及
ぼす機械力を増加するとともに、洗濯物の入れ代わりを
促進し、むらなく洗浄力を向上することを第２の目的と
する。

【０００８】また、回転翼以外に洗濯物の動きを促進す
る手段を設け、洗浄力の向上を図ることを第３の目的と
する。

【０００９】また、極低水位にし洗濯物に洗濯水を噴射
する手段を設け、洗濯物の濡れを促進することを第４の
目的とする。

【００１０】また、極低水位で少量の頑固汚れに対応し
た洗濯コースを設け、使用者が規定以上の洗濯物を投入
した場合に、これを防止する手段を施し、洗濯機が過負
荷運転をしないことを第５の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の底部に設け
られた回転翼と、回転翼を正転及び反転させるモータ
と、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備え、複
数の洗濯コースを選択する機能を有するもので、洗濯コ
ースとして極低水位による洗濯に相当するコースを選択
するスイッチがあり、制御部は、極低水位相当のコース
が選択されると、洗濯物の量に応じて最低水位が２５ｍ
ｍであり、浴比が７〜１０の範囲となる水位まで洗濯水
を給水し、その水位を越えているときは給水を停止して
いるように制御するコンピュータを備える全自動洗濯機
とする。

【００１２】そして好ましくは、洗濯兼脱水槽に投入さ
れる洗濯物の量を判定する手段を設ける。

【００１３】更に好ましくは、洗濯物の量の判定は洗濯
物投入後にモータを一定時間回転させてからモータへの
通電をＯＦＦして、慣性による回転時間を測定しその回
転時間から洗濯物の量を換算するコンピュータであるよ
うにする。

【００１４】或いは、洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の
底部に設けられた回転翼と、回転翼を正転及び反転させ
るモータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを
備え、複数の洗濯コースを選択する機能を有するもの
で、洗濯コースとして極低水位による洗濯に相当するコ
ースを選択するスイッチがあり、制御部は、極低水位相
当のコースが選択されると、モータへの通電時間を回転
翼が定格回転数に達するのに要する時間より長くかつ２
倍以内に制御するコンピュータを備える全自動洗濯機と
する。

【００１５】または、洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の
底部に設けられた回転翼と、回転翼を正転及び反転させ
るモータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを
備え、複数の洗濯コースを選択する機能を有するもの
で、洗濯物の量に応じて最低水位が２５ｍｍであり、浴
比が７〜１０の範囲となる水位まで洗濯水を給水し、そ
の水位を越えているときは給水を停止するような、洗濯
コースのスイッチを備える全自動洗濯機とする。

【００１６】第２の目的を達成するために、洗濯兼脱水
槽と、洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転翼と、回転
翼を正転及び反転させるモータと、給水の実行及び停止
を指示する制御部とを備え、複数の洗濯コースを選択す
る機能を有するもので、洗濯コースとして極低水位によ
る洗濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、制
御部は、極低水位相当のコースが選択されると、回転翼
の１反転サイクル当たりの通電時間の比を他のコースが
選択されたときよりも大きくするように制御するコンピ
ュータを備える全自動洗濯機とする。

【００１７】そして好ましくは、制御部は、１反転サイ
クル当たりの通電時間の比を０．６以上１．０未満に制
御するコンピュータを備える。尚、１反転サイクル当た
りの通電時間の比とは、１反転サイクルの周期をＴとし
たとき（通電時間／Ｔ）で表せるデューティ比のことで
ある。

【００１８】または、洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の
底部に設けられた回転翼と、回転翼を正転及び反転させ
るモータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを
備え、複数の洗濯コースを選択する機能を有するもの
で、洗濯コースとして極低水位による洗濯に相当するコ
ースを選択するスイッチがあり、制御部は、極低水位相
当のコースが選択されると、制御部は、通電時間を長く
して回転翼を正転或いは反転させる第１の反転サイクル
と、第１の反転サイクルよりも通電時間を短くして回転
させる第２の反転サイクルとを繰り返すように制御する
コンピュータを備える全自動洗濯機とする。

【００１９】或いは、洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の
底部に設けられた回転翼と、回転翼を正転及び反転させ
るモータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを
備え、複数の洗濯コースを選択する機能を有するもの
で、洗濯コースとして極低水位による洗濯に相当するコ
ースを選択するスイッチがあり、制御部は、極低水位相
当のコースが選択されると、制御部は、通電時間を回転
翼が正転時と反転時とで異なるように制御するコンピュ
ータを備える全自動洗濯機とする。

【００２０】第３の目的を達成するために、外枠と、外
枠に吊り棒で懸垂された外槽と、外槽の内側に設置され
た洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回
転翼と、回転翼を正転及び反転回転させるモータと、給
水の実行及び停止を指示する制御部とを備え、複数の洗
濯コースを選択する機能を有するもので、洗濯コースと
して極低水位による洗濯に相当するコースを選択するス
イッチがあり、制御部は、極低水位に相当するコースが
選択されると、回転翼の反転サイクルを、吊り棒，外
槽，洗濯兼脱水槽，洗濯物，洗濯水で構成される振動系
の１次の固有振動の周期に応じて制御するコンピュータ
を備える全自動洗濯機とする。

【００２１】そして好ましくは、１次の固有振動数を外
槽の外周面下部に設けた水位センサで検出する。

【００２２】更に好ましくは、制御部は、回転翼の反転
サイクルを前記１次の固有振動の周期とずらすように制
御するコンピュータを備える。

【００２３】或いは、制御部は、回転翼の反転サイクル
を前記１次の固有振動の周期の０．５倍以上２．０倍以
下に制御するコンピュータを備える。

【００２４】第４の目的を達成するために、洗濯兼脱水
槽と、洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転翼と、回転
翼を正転及び反転させるモータと、給水の実行及び停止
を指示する制御部とを備え、複数の洗濯コースを選択す
る機能を有するもので、洗濯コースとして極低水位によ
る洗濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、洗
濯物の量に応じて最低水位が２５ｍｍであり、浴比が７
〜１０の範囲となる水位になるまで洗濯水を給水し、少
なくともその水位を越えているときは給水を停止してい
るように制御するコンピュータと、その水位で回転翼の
裏側に設けた回転翼と同一回転をする裏羽根と、裏羽根
の外縁から洗濯兼脱水槽の壁面の途中の高さまで設けた
複数本の洗濯水通路と、洗濯水通路上部に洗濯兼脱水槽
の内部に向けて開口部を設ける全自動洗濯機とする。

【００２５】第５の目的を達成するために、制御部は、
洗濯物の量の検知手段からの信号に基づき、規定量以上
の洗濯物の投入時には、運転を停止するコンピュータを
備える全自動洗濯機とする。

【００２６】或いは、制御部は、洗濯物の量の検知手段
からの信号に基づき、規定量以上の洗濯物の投入時に
は、極低水位に相当するコースが選択されていても、コ
ースを停止して他の洗濯コースに変更をするコンピュー
タを備える全自動洗濯機とする。

【００２７】尚、浴比とは次の式で表す洗濯物１ｋｇ当
たりの洗濯水の量のことである。洗濯水の量は、洗剤を
含んだ洗濯水の量である。

【００２８】

【数１】

【００２９】

【作用】極低水位とすることにより、洗濯物は洗濯水に
浮くことがなく常時回転翼と接触する。◆また、駆動装
置への通電時間を回転翼が定格回転数に達するのに必要
な時間より長くかつ２倍の範囲と設定することで、洗濯
物と回転翼の相対速度が大きい状態を維持できる。◆更
に、極低水位での洗濯時には１反転サイクル当たりの通
電時間の比を大きくすることにより、洗浄むらを少なく
できる。

【００３０】また、通電時間が長く通電休止時間の短い
第１の反転サイクルと、通電時間も通電休止時間も短い
第２の反転サイクルを繰り返す、或いは通電時間を右回
転時と左回転時で異ならせる、また或いは回転翼の反転
サイクルを洗濯物や洗濯槽等の固有振動の周期と近くす
ることにより、洗濯物の入れ替わりを促進することがで
きる。

【００３１】或いは、逆に回転翼の反転サイクルを洗濯
物や洗濯槽等の固有振動の周期と異ならせることで、洗
濯機全体の振動を小さくすることができる。

【００３２】また、裏羽根のポンプ作用を利用して、洗
濯槽の内部に向けて洗濯水を噴出させることで、洗濯初
期時に洗濯物の濡れを促進し、洗濯中は、水面上の洗濯
物に洗濯水をかけ洗浄を促進することができる。

【００３３】また、規定量以上の洗濯物が投入されたと
きは、運転を停止するかコースを変更することで過負荷
状態での運転を防ぐことができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照し説明す
る。

【００３５】図１は第１の実施例を示す縦断側面図であ
る。◆外装は、外枠１とその上縁部に開閉自在に取付け
られた蓋２等により構成される。水受け槽である外槽３
は、外枠１の上部四隅から緩衝部材４ａを介して吊り棒
４ｂで外枠１内に吊り下げ状態に支持され、洗い行程で
の洗い水及び濯ぎ行程での濯ぎ水（以下、洗濯水と呼
ぶ）８を収容する。◆外槽３の内側に設置された洗濯兼
脱水槽（以下、洗濯槽と呼ぶ）５の底面中央部には回転
翼６が設けられており、上縁部にはバランサ１６が搭載
されている。洗濯槽５の底壁部外面には洗濯槽５と伝動
装置１２からの回転を脱水時につなぐためのハブ７が接
合されている。洗濯槽５には洗濯物９が収容される。

【００３６】外槽３の底壁外側に設置される駆動部ベー
ス１０に取り付けられた駆動モータ１１は、歯車減速機
構とクラッチ機構を組み合わせた伝動装置１２とベルト
１３によって連結される。伝動装置１２の出力軸は外槽
３の底壁を水密状態に貫通して外槽３内に突出し、回転
翼６及びハブ７と結合されている。伝動装置１２は、洗
い行程及び濯ぎ行程では回転翼６を正逆回転させ、脱水
行程ではハブ７に接合された洗濯槽５を７００〜１１０
０ｒｐｍで高速回転させる。

【００３７】外枠１の上部内側には、給水バルブ１８、
制御装置１９がある。制御装置１９には水位や洗濯時
間、洗濯コースなどを選ぶ図２のようなスイッチを備え
る操作パネル４０が設けられており、洗濯コースの中に
極低水位で洗濯する少量頑固汚れ専用コースを有してい
る。外槽３の底壁に形成した排水口３ａは排水バルブ１
４を介して排水ホース１５に接続して排水系を構成す
る。また、外槽３の外壁下方には水位センサ１７が取り
付けられており、洗濯水８の水位を検出する。

【００３８】以上のように構成された全自動洗濯機にお
いて、少量（〜２ｋｇ）の頑固汚れの洗濯物を洗濯する
場合の説明をする。◆頑固汚れ（衿袖汚れ、泥んこ汚れ
など）の洗濯物９を洗濯槽５の中に投入し、コース選択
スイッチ４０ａにより頑固汚れコースを選び、スタート
スイッチ４０ｂを押すと、まず洗濯物９の量を検出す
る。

【００３９】本実施例では、洗濯物９の量を検出方法と
して、図３に示すように回転翼６を回転・休止させた場
合に、回転翼６が慣性で回転を続ける時間が洗濯物の量
が多いほど短くなることを利用した方法を用いている。
図４に示すように、制御装置１９からモータ１１へ通電
してベルト１３，伝導装置１２を介して回転翼６を回転
させる。そして、モータ１１への通電を休止すると、回
転翼６は洗濯物９の抵抗を受け回転数が減少しやがて停
止するが、ある時間は慣性で回転を続ける。モータ１１
が慣性で回転を続けている間、モータ１１からは図中
（Ａ）に示すような逆起電圧が発生する。この逆起電圧
を制御装置１９内に設けられた変換回路１９ａで（Ｂ）
に示すようなパルス信号に変換し、パルス数を制御装置
１９でカウントする。洗濯物９の量が多くなればなるほ
どパルス数は少なくなる。このパルス数と洗濯物の量と
の関係をあらかじめ測定しておいたデータを制御装置１
９に記憶させておき、洗濯物９の量を測定する。このよ
うにして、洗濯物９の量を検出することができる。尚、
この動作を複数回繰り返すことにより、検出精度を向上
させることができる。

【００４０】また、その他にも洗濯物の量の検出方法と
して、洗濯物の質量を吊り棒４ｂに取り付けた荷重セン
サで直接測定する方法等がある。

【００４１】その後、検出した洗濯物９の量に適した洗
剤の量を表示するなどして、洗剤の投入を促すととも
に、制御装置１９から、給水バルブ駆動マグネット１８
ａに通電し、給水バルブ１８を開き給水を開始する。洗
剤は、あらかじめ洗濯物９と同時に投入する構成にして
も構わない。外槽３内の水位が上昇すると、外槽３底部
と連通した水位センサ１７の内部空間１７ａにも水が入
っていき、内部空間１７ａの圧力が上昇する。この圧力
を圧力計１７ｂで検出する。検出した値は制御装置１９
に入力される。そして、洗濯物９の量に応じて、概略洗
濯物が半分程度水に浸かるような極低水位Ｈとなった時
点で、制御装置１９は、給水バルブ駆動マグネット１８
ａへの通電を停止し、給水バルブ１８ａを閉じて、給水
を停止する。

【００４２】このような極低水位では、洗濯物９は洗濯
水８中に浮遊することはなく、洗濯物９は常に回転翼６
と接触した状態を保てる。

【００４３】概略洗濯物が半分程度水に浸かるような極
低水位Ｈとは、本明細書中では次の式で表される浴比が
７〜１０の範囲で、最低が２５ｍｍの水位のことを言
う。尚水位とは、洗濯槽５の底面からの洗濯水８の高さ
である。

【００４４】

【数２】

【００４５】洗濯水の量とは、洗剤も含む量である。こ
の浴比の望ましい値は８程度である。この浴比を満たす
ような、洗濯物の量と極低水位Ｈとの関係を図５に示
す。実線が浴比が８のときの水位である。そして、望ま
しい極低水位Ｈは、水位が２５ｍｍ以上で一点鎖線同士
に挟まれる範囲である。何故かというと、水位が２５ｍ
ｍよりも低くなってしまうと回転翼が水面上にでるなど
して、洗濯物がうまく動かなくなってしまい、洗浄率が
低下してしまう。浴比が７〜１０の範囲であり、望まし
い値は８の理由は後述する。

【００４６】この水位は、浴比を一定値に決めておき、
洗濯物９の量に応じて変化させても良いし、また図５の
１点鎖線内を満たすように何段階かの水位をあらかじめ
決めておき、洗濯物９の量に応じてその中から選択して
も良い。

【００４７】給水が終了すると洗濯工程に入る。洗濯工
程に入るとモータ１１は右回転・休止・左回転・休止を
繰り返すよう制御装置１９によって制御される。モータ
回転はベルト１３、伝動機構１２を介して回転翼６に伝
えられる。従って、モータ１１の回転に応じて回転翼６
が回転し、洗濯物９と洗濯水８，洗剤が攪拌され、洗濯
物９が洗浄される。

【００４８】次に制御装置１９のモータ１１の制御を図
６により説明する。制御装置１９は回転翼６が右方向に
回転するようにモータ１１へ時間Ｔ１秒通電し、時間ｔ
１秒通電休止し、続いて回転翼６が左方向へ回転するよ
う時間Ｔ１秒モータ１１へ通電し、時間ｔ１秒通電を停
止する。これを１サイクルとし上記動作を繰り返す。こ
の時、１サイクル（周期Ｔ）中におけるモータ１１への
通電時間（Ｔ１×２）の割合（＝（Ｔ１×２）／Ｔ、或
いはＴ１／（Ｔ１＋ｔ１）、以下デューティ比と呼ぶ）
は本明細書中特にことわりの無い場合は０．８３（通電
時間Ｔ１＝０．５秒、通電休止時間ｔ１＝０．１秒）と
なっている。周期Ｔは、洗濯槽５の大きさ、回転翼６の
回転速度や洗濯物の量、布質などにより適した値があ
り、一概には決定できない。

【００４９】次に、洗濯物の量に対する水位、通電時間
Ｔ１に関する実験結果を示し、水位、通電時間（周期）
の最適値について述べる。実験に使用した洗濯機は、洗
濯槽５の内径が約４５０ｍｍ，回転翼６の直径が３４０
ｍｍのもので、定格洗濯容量は６ｋｇである。実験条件
は、洗濯時間５分、水温２０℃で、洗剤は市販の無リン
粉末洗剤を使用し、洗剤濃度はメーカ指定の濃度（０．
０８３ｗｔ％）とした。また、洗浄性能の評価には、Ｙ
シャツなら襟，袖、靴下ならつま先等洗濯物の所定の位
置に取り付けたＪＩＳ規定の人工汚染布を使用した。
尚、洗浄率は次の式で表される。また、反射率は、ＪＩ
Ｓで規定された反射率計を使用して測定する。

【００５０】

【数３】

【００５１】図７は、洗濯物の量が１ｋｇの場合の水位
Ｈと洗浄率（平均）の関係を示す実験結果の一例であ
る。図から洗浄率が最大となるような最適水位が存在す
ることがわかる。図によると、水位が５０ｍｍのときに
洗浄率が最も高くなっている。この水位を浴比に置き換
えると（０．４５／２）²×π×０．０５×１０³＝７．
９５となる。よって先にも述べた通り浴比の望ましい値
は８となる。表１は、洗濯物が２ｋｇまでの範囲におけ
る洗濯物の量とそれに適した水位の関係をまとめたもの
である。

【００５２】

【表１】

【００５３】図に示すとおり、水位が５０ｍｍよりも低
くなると、急激に洗浄率が低下する。一方５０ｍｍより
高くなると徐々に洗浄率は低下する。図示はしないが、
実験の結果浴比で表すと、浴比が７より小さくなるよう
な水位であると、布がうまく動かなくなるために、急激
に洗浄率が低下することがわかった。更に後述するばら
つきが非常に大きくなってしまうということもわかっ
た。また、浴比が大きくなると、洗濯物と回転翼との接
触が低下し、機械力が小さくなるために洗浄率が低下し
ていくことがわかった。そして浴比が１０よりも大き
く、特に１５よりも大きくなるような水位で洗濯するこ
とは、洗浄率から考慮すると水の無駄使いにすぎないこ
とがわかった。それ故、浴比は、７〜１５好ましくは７
〜１０の範囲として、洗濯をすることが望ましいという
ことがわかった。

【００５４】次に、洗濯物の量を１ｋｇ，洗濯時間５分
とし、表２に示す条件でデューティ比を変化させて、洗
浄率とばらつきを比較する実験を行った。実験を多く繰
り返すと洗浄率は正規分布を示すので、ばらつきは次の
式で表す標準偏差で表すことができる。

【００５５】

【表２】

【００５６】

【数４】

【００５７】式中ｎは、測定データ数であり、ｘは、先
に述べた洗浄率（％）である。ばらつきが、小さいとい
うことは、洗濯物が全体的に均一に洗浄できていること
を示す。標準偏差を３倍した値の中に全体の９９％以上
が収まるので、洗浄むらを１０％程度以下にするには、
ばらつきを４弱に抑えなければならない。例えば平均洗
浄率が４０％だとすると、ばらつきを４にすると全体の
９９％以上の洗濯物の洗浄率が２８〜５２％の範囲に入
る。

【００５８】実験の結果、図示はしないが実施例，比較
例ともにデューティ比が大きくなるに従い洗浄率は高く
なった。しかし、比較例ではばらつきはデューティ比が
０．６を越えると著しく大きくなるが、実施例のように
浴比を小さくし極低水位として洗濯すると、デューティ
比が０．６を越えてもこのばらつきを４以下に留めるこ
とができる。

【００５９】このことから、水位との関係においてデュ
ーティ比を０．６以上にすると洗浄のばらつきを抑える
ことに有効であることがわかる。

【００６０】図８は、同一デューティ比（０．８３）に
おける通電時間Ｔ１と洗浄率の関係を示す実験結果の一
例である。水位は、洗濯物が１ｋｇの場合は５０ｍｍ、
２ｋｇの場合は１００ｍｍである。通電時間Ｔ１が短す
ぎると洗浄率が急激に低下し、通電時間が長すぎても洗
浄率が若干低下するため、最適な通電時間があることが
わかる。また、最適な通電時間は洗濯物の量によって異
なる。本実験では最適な通電時間Ｔ１は、洗濯物が１ｋ
ｇの場合は０．５〜０．６秒程度、２ｋｇの場合は１秒
程度が良かった。

【００６１】通電時間Ｔ１が短すぎると洗浄率が急激に
低下する理由は次の通りである。図９はモータ１１への
通電状態と実際の回転翼の回転数を示したものである。
回転方向を左回転から右回転に反転する場合について説
明する。通電休止時間ｔ１から回転翼が右回転するよう
通電を開始した直後（回転翼の反転時）は、回転翼は慣
性力のために瞬時に反転することができず、左回転を続
けながら回転数が急激に低下する。そして、時間Ｔｉ秒
の後、回転が停止し回転方向が反転し、回転数が上昇す
る。通電時間Ｔ１が短くなると、回転翼の回転時間Ｔｐ
が短くなり、回転翼の回転角度が小さく、かつ定格回転
数で回転する時間も短くなる。従って、（Ｂ）で示すよ
うに通電時間Ｔ１が短すぎると回転翼が定格回転数にな
る前に回転方向が反転するようになり、回転翼はわずか
しか回転しないため、洗濯物へ与える機械力が低下し、
洗浄率が低下するのである。本実験で使用した洗濯機の
場合、デューティ比０．８３では通電時間Ｔ１は最低で
も０．５秒必要であったが、これは、回転翼が定格回転
数に達するのに必要な時間Ｔｕと概略一致した。すなわ
ち、通電時間Ｔ１の最小値は、回転翼が定格回転数に達
するのに必要な時間Ｔｕ以上に設定する必要がある。

【００６２】一方、通電時間Ｔ１が長いと、洗濯物９は
回転翼６と一緒に回転しはじめ、回転翼６と洗濯物９と
の相対速度が小さくなり機械力が低下するため、洗浄率
は低下傾向を示すが、通電時間が短すぎる場合に比べ通
電時間の影響は少ない。しかし、通電時間が長くなると
洗濯物が一ヶ所に固まりやすく、洗濯終了時にアンバラ
ンスとなり、脱水起動が不能となる恐れが大きい。この
ため、通電時間Ｔ１は、最長でも回転翼が定格回転数に
達するのに必要な時間Ｔｕの概略２倍程度にすることが
好ましい。

【００６３】本実施例のように、洗濯物９が概略半分程
度水に浸かるような極低水位にすることにより、洗濯物
９は洗濯水８に浮くことがなく常時回転翼６と接触す
る。そして、モータ１１への通電時間をＴｕから２×Ｔ
ｕの範囲となるように回転翼６を運転することにより、
回転翼６の上部に載った洗濯物９は摩擦により回転翼６
の回転方向に引きずられて、回転翼６とともに回転しよ
うとするが、回転翼６は定格回転数に達するとすぐに回
転方向を反転するため、洗濯物９はほとんど回転翼９の
回転に追随できず、洗濯物９と回転翼６の相対速度が大
きい状態に保たれたまま洗濯が進行する。このため、回
転翼６は洗濯物９に機械作用（摩擦、衝撃、屈伸など）
を有効に及ぼすことができ、洗濯性能が向上し、頑固汚
れが良く洗えるようになる。

【００６４】図１０は、第２の実施例を示しており、洗
濯行程中の制御装置１９によるモータ１１の制御状態
（通電時間、通電休止時間）を表している。全自動洗濯
機自体は第１の実施例と全く同一であるので説明は省略
する。

【００６５】本実施例の特徴は、通電時間が長い第１の
反転サイクルと通電時間が短い第２の反転サイクルを組
み合わせたことにある。制御装置１９は回転翼６が右方
向に回転するようにモータ１１へ時間Ｔ１秒通電し、時
間ｔ１秒通電休止し、続いて回転翼６が左方向へ回転す
るよう時間Ｔ１秒モータ１１へ通電し、時間ｔ１秒通電
を休止する。そして上記動作をＮ１回繰り返して第１の
反転サイクルとする。次に、回転翼６が右方向と左方向
に交互に回転するようにモータ１１へ時間Ｔ２秒（Ｔ１
＞Ｔ２）通電し、時間ｔ２秒（ｔ１≧ｔ２）通電休止す
る。この動作をＮ２回繰り返して第２の反転サイクルと
する。そして、第１の反転サイクルと第２の反転サイク
ルを繰り返す。

【００６６】ここで、デューティ比（Ｔ１／（Ｔ１＋ｔ
１），Ｔ２／（Ｔ２＋ｔ２））は第１の実施例と同様
０．８３である。また、第１の反転サイクルの通電時間
Ｔ１は、回転翼６が定格回転数に達するのに必要な時間
からその２倍程度の時間に、第２の反転サイクルの通電
時間Ｔ２は、回転翼６が定格回転数に達するのに必要な
時間程度に設定すればよい。具体的には、第１の実施例
で述べた実験で使用した洗濯機で洗濯物１ｋｇを洗う場
合は、Ｔ１を１．０秒、Ｔ２を０．５秒とする。また、
第１の反転サイクル回数Ｎ１と第２の反転サイクル回数
Ｎ２は、第１の反転サイクルの時間（２（Ｔ１＋ｔ１）
×Ｎ１）に対し第２の反転サイクルの時間（２（Ｔ２＋
ｔ２）×Ｎ２）が２〜３倍になるように設定するのがよ
い。すなわち、第１の反転サイクルを５秒とすれば第２
の反転サイクルは１０秒〜１５秒とすればよい。

【００６７】洗濯槽５に洗濯物９を投入後、洗濯水８が
給水された直後は、洗濯水８は洗濯物９が半分程度水に
浸かる量しかないため、洗濯物９全体が濡れた状態には
なっていない。ここで上記で説明した反転周期で回転翼
６を回転させると、第１の反転サイクル時にはモータ１
１の通電時間Ｔ１が比較的長いため、洗濯物９は回転翼
６につられ回転翼６の回転速度に近い速度まで速度が増
した状態で、短い通電休止時間ｔ１の後回転翼６は回転
方向を反転する。反転時に洗濯物９は慣性で回転を続け
ようとするが、回転翼６は反対方向に回転を始めてお
り、洗濯物９は上下が入れ替わるように大きく動くため
洗濯物９全体が短時間で洗濯水８に濡れる。この反転サ
イクルをＮ１回繰り返した後、第２の反転サイクルに移
る。第２の反転サイクルは第１の実施例で述べた反転周
期と同様であるので、洗濯物の動きは少なく回転翼６と
洗濯物９の相対速度が大きい状態となり、回転翼６が洗
濯物９へ及ぼす機械作用が大きく洗浄力が大きい。この
第２の反転サイクルが終了すると再び第１の反転サイク
ルへ戻り、洗濯物９の入れ代わりを促進し、洗濯物９と
回転翼６との接触部位を入れ替える。そして第２の反転
サイクルへ移り、洗濯物９の別の部分を洗浄する。従っ
て、上記動作を繰り返すことにより洗濯物９を高い洗浄
力でむらなく洗うことができる。

【００６８】本実施例によれば、洗濯開始直後は洗濯物
の動きが大きい第１の反転サイクルで洗濯物全体をいち
早く洗濯水に浸すことができる。さらに洗濯中において
は、高い洗浄力がある第２の反転サイクルをメインに、
布を入れ替える第１の反転サイクルを時々行うことによ
り、洗濯物全体を均一に洗うことが可能となる。

【００６９】図１１は、第３の実施例を示しており、洗
濯工程中の制御装置１９によるモータ１１の制御状態
（通電時間、通電休止時間）を表している。全自動洗濯
機自体は第１の実施例と全く同一であるので説明は省略
する。

【００７０】本実施例の特徴は、通電時間が長い第１の
反転サイクルと通電時間が短い第２の反転サイクルを組
み合わせ、第１の反転サイクルの通電時間を右回転時と
左回転時で異なるようにしたことにある。すなわち、第
２の実施例とは第１の反転サイクルが異なるだけであ
る。制御装置１９は回転翼６が右方向に回転するように
モータ１１へ時間ＴＲ１秒通電し、時間ｔ１秒通電休止
し、続いて回転翼６が左方向へ回転するよう時間ＴＬ１
秒モータ１１へ通電し、時間ｔ１秒通電を休止する。上
記動作をＮ１回繰り返して第１の反転サイクルとする。

【００７１】通電時間ＴＲ１とＴＬ１はどちらが長くて
もかまわないが、ここではＴＲ１＞ＴＬ１として説明す
る。次に、第２の実施例と同様の第２の反転サイクルを
Ｎ２回繰り返す。そして、第１の反転サイクルと第２の
反転サイクルを繰り返す。第１の反転サイクルの通電時
間ＴＲ１は回転翼６が定格回転数に達するのに必要な時
間の２倍程度、ＴＬ１は回転翼が定格回転数に達するの
に必要な時間程度に設定する。また、第２の反転サイク
ルは第２の実施例と同様である。尚、デューティ比
（（ＴＲ１＋ＴＬ１）／（ＴＲ１＋ＴＬ１＋２ｔ１）、
Ｔ２／（Ｔ２＋ｔ２））や第１の反転サイクルの回数Ｎ
１と第２の反転サイクルの回数Ｎ２は、第２の実施例と
同様に設定すればよい。

【００７２】第１の反転サイクルにおける回転翼６と洗
濯物９の状態を図１２に示す模擬図で説明する。（Ａ）
の状態から回転翼６が右回転を開始すると、回転翼６と
洗濯物９との摩擦力により洗濯物９の端部９ａは回転翼
６と洗濯物９の間に引き込まれながら回転翼６に洗濯物
９全体が追随を始める（Ｂ）。ここで回転翼の回転が左
方向に反転すると、洗濯物９の引き込まれていた端部９
ａは押し出され、もう一方の端部９ｂが回転翼６と洗濯
物９の間に引きずり込まれる。しかし、左方向回転時の
モータ１１の通電時間は短かく回転翼６は少ししか回転
しないため、９ａ部は完全に押し出されず、９ｂが引き
込まれる量も少ない（Ｃ）。再度回転翼６が右回転を始
めると、洗濯物９の端部９ａは（Ｂ）の時よりも余計に
回転翼６と洗濯物９の間に引き込まれる（Ｄ）。従っ
て、この運転サイクルを繰り返すことにより、洗濯物９
は左方向に自転するように効率良く動き、洗濯物９の他
の部分が容易に回転翼６と接触するようになる。第２の
反転サイクルについては第２の実施例と同様であるた
め、説明を省略する。

【００７３】本実施例によれば、第１の反転サイクルに
おける右回転と左回転を非対称にすることにより、洗濯
物の入れ替えを効率良く行える。従って、洗濯時間が同
一とすれば、右回転と左回転が対称な第２の実施例に比
べ、少ない繰り返し数で洗濯物を入れ代えることがで
き、高い洗浄力がある第２の反転サイクルの繰り返し数
を増やすことが可能となり、洗浄性能を更に高めること
ができる。

【００７４】図１３は、第４の実施例を説明するための
模擬縦断側面図である。◆外槽３と洗濯槽５は、脱水時
に洗濯槽５が安定に高速回転できるよう、吊り棒４ｂと
緩衝部材４ａで弾性的に支持されている。すなわち、質
量ｍ（外槽３、洗濯槽５）とばねｋ、減衰ｃ（吊り棒４
ｂ、緩衝部材４ａ）を有する振動系を形成しているた
め、固有振動数が存在する。洗濯時には、質量ｍとして
洗濯水８、洗濯物９が加えられる。

【００７５】実際の洗濯においては、洗濯水８と洗濯物
９の量は一定ではないため、振動系の１次の固有振動数
も変化する。そこで、図１４を用いて１次の固有振動数
を検出する手段について説明する。洗濯を開始すると、
制御装置１９はモータ１１が反転周期の初期値Ｔで反転
を繰り返すように制御する。この周期で数サイクル繰り
返す間、水位センサ１７の出力は図中（Ａ）に示すよう
に変化する。この水位センサ１７の出力信号を制御装置
１９に入力し、出力信号の最大値と最小値との差を振幅
Ａとして制御装置１９内に記憶する。次に、反転周期を
Ｔより短いＴ１とし、同様にして振幅Ａ１を記憶する。
そして、振幅Ａと振幅Ａ１を比較し、Ａ＜Ａ１であれば
更に反転周期を短くする。逆にＡ＞Ａ１であれば反転周
期をＴよりも長くする。

【００７６】各振幅を記憶しつつこの動作を繰り返すこ
とにより、反転周期を短くしても、長くしても水位セン
サ１７の出力振幅が小さくなる、つまり最も振幅が大き
きなるような反転周期Ｔ’を見出すことができる。この
周期Ｔ’が１次の固有振動数の周期となる。

【００７７】１次の固有振動数で外槽３と洗濯槽５が前
後左右に振動している場合、洗濯水８も大きく振動し水
位が上下すると考えられる。すなわち、洗濯水８の水位
を捉えることにより外槽３と洗濯槽５の振れ具合を間接
的に観察可能である。図１５は、洗濯時の水位センサ１
７の出力の測定結果の一例を表している。（Ａ）は１次
の固有振動数に相当する反転周期の場合、（Ｂ）は１次
の固有振動数とは異なる反転周期の場合である。図から
明らかなように、１次の固有振動数に相当する反転周期
で回転翼６を運転することにより水位センサ１７の出力
信号の振幅が最大となる。

【００７８】回転翼６が周期Ｔ’に近い値で反転回転す
ることにより上記振動系が加振され、振動系が共振する
ことになるため、外槽３と洗濯槽５は大きく左右前後に
振動し、洗濯物９は洗濯槽５内で大きく揺すられる。従
って、洗濯物９の動きが促進され、洗浄力の向上が図れ
る。更に、共振を利用するため、加えるエネルギを小さ
く抑えることができるという効果もある。このような効
果を得るためには、洗濯時に回転翼６の反転周期Ｔが上
記振動系の１次の固有振動数の周期の半分からほぼ倍の
範囲となるよう制御装置１９でモータ１１を制御する必
要がある。

【００７９】また、逆に反転周期を固有振動数とを全く
異るように制御をして、外槽３と洗濯槽５の振動を小さ
くし、洗濯機全体の振動を抑えることも可能である。◆
このように、固有振動数の周期によってモータ１１によ
る回転翼６の反転周期を制御するためには、洗濯時に水
位センサ１７の出力信号を制御装置１１へフィードバッ
クすればよい。◆尚、反転周期におけるデューティ比
は、共振させる観点からはどのような値でもかまわない
が、洗浄力向上とばらつきの観点からは第１の実施例で
述べたように０．６以上とすることが望ましい。

【００８０】図１６は、第５の実施例を示す縦断側面図
である。第１の実施例と同一の部品（部分）には同一の
符号を付し、重複する説明は省略する。◆本実施例の特
徴は、極低水位時に有効に作用する洗濯水の循環通路を
設けたことにある。回転翼６の裏側に回転翼と同一回転
をする複数枚の裏羽根６ａを設け、洗濯槽５の内周側壁
面に設けたカバー２０と洗濯槽５との間に洗濯水通路２
１を形成する。カバー２０は洗濯槽壁面の途中までの高
さがあり、カバー２０の下部には回転翼６の外周に対向
して下部開口部２０ｂがあり、カバーの上部には上部開
口部２０ａが洗濯槽５の内部に向けて設けられている。

【００８１】洗濯を開始すると、回転翼６が第１乃至第
４の実施例で述べた反転周期で回転するように、制御装
置１９はモータ１１を制御する。回転翼６が回転すると
裏羽根６ａも一緒に回転し、洗濯槽５と外槽３との間に
ある洗濯水８は、洗濯槽５及びハブ７の中央部にあけた
吸水口２４を通って裏羽根６ａに吸い込まれ、裏羽根６
ａの回転によるポンプ作用で外側に押し出され、下部開
口部２０ｂから洗濯水通路２１内へ流れ、上部開口部２
０ａから洗濯槽５内へ間欠的に噴出する。洗濯槽５内に
噴出した分だけ、洗濯槽５内の水位Ｈは上昇し、外槽３
と洗濯槽５の間の洗濯水８の水位は低下する。洗濯水８
は、脱水孔２７や回転翼６と洗濯槽５のすき間を通っ
て、外槽３と洗濯槽５の間に戻り、図中矢印で示すよう
に循環する。上部開口部２０の高さｈは、洗濯水８が極
低水位でも十分な循環量を得られることや洗濯物９の最
上面の高さ、裏羽根６ａのポンプ性能などを考慮して決
める必要がある。現在糸くず捕集用に使用されている裏
羽根ポンプの性能から考えると洗濯槽底面から２００ｍ
ｍ以下が好ましい。

【００８２】図１７に上部開口部２０ａの形状を示す
（図１６のＸ矢視図）。（Ａ）はスリット状の開口部の
例、（Ｂ）は複数の小穴による開口部の例、（Ｃ）は
（Ｂ）のＺ矢視図である。（Ａ）は洗濯水通路２１を循
環する洗濯水の流量が多い場合に適しており、スリット
状の上部開口部２５から洗濯槽内の広い範囲にわたって
フィルム状に洗濯水を噴出することができる。（Ｂ）
は、循環水量がそれほど多くない場合に適しており、
（Ｃ）で示すように開口部２６の向きは洗濯槽５内に洗
濯液をくまなく噴出できるような方向にあけられてい
る。

【００８３】このように構成することにより、洗濯水８
の上部に出ている洗濯物９へ洗濯水が一様にかかるため
洗濯物９の濡れを促進でき、乾いた状態では、半分程度
が洗濯水面より出ていた洗濯物９は、洗濯開始後短時間
で全体が濡れ水面下に沈む部分が増加する。更に水面よ
り上の部分も洗濯水に濡れているため、洗濯水の洗浄効
果を有効に生かすことができる。尚、本実施例では洗濯
水通路２１が１カ所の場合について説明したが、複数箇
所に設けてもよく、この場合循環流量が増加するため効
果は更に大きくなる。また、複数の通路を設けた場合、
その内の少なくとも一つに糸くず捕集フィルタを取り付
けることにより、糸くずの捕集も同時に行うことが可能
となる。

【００８４】また、図１６中に二点鎖線で示したよう
に、低水位から高水位時に洗濯物９に洗濯水を噴射する
ための洗濯水通路２３を設ける構成とすることもでき
る。この場合、脱水時のバランスを考えると、極低水位
用の洗濯水通路２０を２カ所、高水位用の洗濯水通路２
３を２カ所それぞれ対称の位置に設けることが好まし
い。こうすることにより、極低水位時から定格までの全
範囲で洗濯物９に洗濯水を噴射することが可能となる。

【００８５】次に、本実施例において、回転翼６を第２
或いは第３の実施例で示した反転周期で回転させた場合
について図１８を用いて説明する。第１の反転サイクル
ではモータ１１への通電時間が長く、回転翼６の回転角
度は大きくなり、裏羽根６ａのポンプ作用による洗濯水
８の流量が多く、多量の洗濯水８が上部開口部２０ａか
ら洗濯槽５内へ噴出する。このため、洗濯槽５内の洗濯
水の水位は、二点鎖線で示すようにＨからＨ１に上昇
し、外槽３と洗濯槽５間の水位は低下する。一方、第２
の反転サイクルでは、モータ１１への通電時間が短く、
裏羽根６ａの回転角度が小さいため、回転用６のポンプ
作用による洗濯水８の流量は少なく、洗濯槽５内の洗濯
水８の水位は、破線で示すようにＨからＨ２とわずかに
上昇するだけである。

【００８６】第２の実施例で述べたように、第１の反転
サイクルは洗濯物９の入れ代わりを促進する効果がある
が、上述のように洗濯槽５内の水位が上昇するため、洗
濯物９が動きやすくなり洗濯物９の入れ代わりを更に促
進できる効果がある。すなわち、少ない繰り返し回数で
布を入れ代えることができる。第２の反転サイクルで
は、洗濯水８の噴出による洗濯槽５内の水位の上昇はわ
ずかであり、洗濯物９が洗濯水８に浮くことがなく、回
転翼６と洗濯物９の相対運動が維持でき、高い洗浄力が
得られる効果は変わらない。従って、洗濯時間内で、洗
浄力の大きい第２の反転サイクルの繰り返し回数を増や
すことができるため、より高い洗浄性能が得られる。

【００８７】図１９、図２０に第６の実施例を示す。図
１９は、要部縦断側面図、図２０は図１９のＺ矢視図で
ある。第１または第５の実施例と同一の部品（部分）に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００８８】本実施例の特徴は極低水位時の洗濯水８の
水面より下側の洗濯槽５の壁面に、洗濯槽５内の洗濯水
８を外槽３と洗濯槽５の間に流すための複数個の戻り孔
２８を設けたことである。回転翼６が回転すると、外槽
３と洗濯槽５間の洗濯水は、裏羽根６ａのポンプ作用に
より洗濯水通路２１を通り洗濯槽５内へ噴出するため、
洗濯槽内の水位Ｈが上昇し、外槽３と洗濯槽５の間の水
位は低下する。洗濯水８は、脱水孔２７や回転翼６と洗
濯槽５のすき間を通って、外槽３と洗濯槽５の間に戻
る。従って、洗濯水８は、矢印のように外槽３と洗濯槽
５の間と洗濯槽５内を循環する。

【００８９】しかし、従来の全自動洗濯機では極低水位
時の洗濯水の水面より下側に設けられている脱水孔２７
の数は多くなく、洗濯槽５から戻る洗濯水８の量は裏羽
根６ａのポンプ作用による流量より少なかった。このた
め、回転翼６が第２もしくは第３の実施例で示した第１
の反転サイクルで数回の反転を繰り返すと、洗濯槽５か
ら外槽３と洗濯槽５の間に洗濯水が戻りきれず、裏羽根
６ａへ供給する洗濯水８の量が不足し、循環流量が低下
してしまうという問題があった。

【００９０】そこで、本実施例で示すように、洗濯水の
水面より下方の洗濯槽５の壁面及び底面に複数個の戻り
孔２８を設けることにより、洗濯槽５から外槽３と洗濯
槽５の間に戻る洗濯水８の量が増加するため、極低水位
時においても循環流量の低下を防ぐことができる。戻り
孔２８は、洗濯槽５の側面５ａ、底面５ｂ、カバー２０
（洗濯水通路２１）が位置しない回転翼６と対面した壁
面５ｃに設けることができる。循環流量は、裏羽根６ａ
の回転数・回転時間、洗濯水通路２１の形状（面積）、
下部開口部２０ｂの形状などにより変化するため、戻り
孔２８の面積をどのように決めればよいかは、洗濯機の
仕様により異なる。一般的には戻り孔２８の面積が大き
いほど循環流量は増加する。

【００９１】図２１は、戻り孔２８の総開口面積と循環
流量の関係の一例である。この例では戻り孔２８の総開
口面積が５０ｃｍ²以下になると急激に流量が低下する
ため、循環流量の観点からは最低でも５０ｃｍ²の面積
の戻り孔２８を設けた方が好ましい。ただし、これ以上
開口面積を増やしても循環流量の増加は少ない。また、
必要以上の戻り孔は洗濯槽５の強度低下につながるた
め、脱水時の高速回転に耐えれる程度の戻り孔の数にす
ることは当然である。

【００９２】本実施例によれば、極低水位でも裏羽根ポ
ンプへの洗濯水の供給が不足することはなく、裏羽根６
ａの形状、洗濯水通路２１，吸水口２４の形状を最適化
することにより多量の洗濯水８を循環することができ
る。例えば毎分５０リットル以上の循環流量を確保する
ことも容易である。この場合、上部開口部２０ａを１０
ｃｍ×０．５ｃｍの大きさにすると噴流の平均流速は約
１６０ｃｍ／ｓとなる。上部開口部２０ａの開口方向を
やや下方に向け、洗濯水８を洗濯物９に噴射することで
洗濯物９の濡れを促進するとともに、洗濯物９を上方か
ら押さえる効果も期待でき、回転翼６の機械作用が更に
増加し、洗浄力を向上できる。

【００９３】図２２、２３は、第７の実施例を示す、全
自動洗濯機の動作フローである。◆本発明では、第１乃
至第４の実施例のように、モータは短周期でかつデュー
ティ比が０．６以上の運転を行うため、モータや伝動装
置への負荷が大きく、規定量以上の洗濯物を投入した場
合、過負荷により故障する恐れがある。そこで、図２２
のように洗濯物の量Ｗを測定した結果、頑固汚れコース
の最大洗濯物量Ｗｍａｘより多かった場合、制御装置は
操作パネルへの表示や警報音で使用者に注意を促し頑固
汚れコースの進行を停止させる。このため、過負荷運転
を行うことを防止できる。この場合、使用者は図中破線
で示すように洗濯物の一部を取り除き、再度スタートボ
タンを押し、頑固汚れコースを行えばよい。

【００９４】また、別の方法として図２３のように投入
した洗濯物の量Ｗが頑固汚れコースの最大洗濯物量Ｗｍ
ａｘより多かった場合、その洗濯物の量に適した標準洗
濯コースへ自動的に移行するようにする。この場合は、
洗浄力の低下は避けられないが、洗濯機の過負荷運転を
防止できる。

【００９５】本実施例によれば、制御装置に安全対策用
のルーチンが設けてあるため、使用者が誤って規定量以
上の洗濯物を投入した場合でも、洗濯機が過負荷運転に
より故障する可能性を排除できる。

【００９６】

【発明の効果】本発明は、少量の洗濯物の半分程度が水
に浸かるような極低水位で回転翼の反転周期を短くし、
かつデューティ比を高めたため、洗濯物と回転翼が常に
接触し相対速度が高い状態で洗濯ができ、回転翼の機械
力が洗濯物に有効に作用し、洗浄力を向上できる。ま
た、上記の反転周期と、布入れ代わりを促進する上記よ
り長周期の反転周期を組み合わせることにより、洗いむ
らを小さくできるとともに、洗浄力を向上できる。

【００９７】極低水位で回転翼の反転周期を、吊り棒、
外槽、洗濯槽、洗濯水、洗濯物で構成する振動系の１次
の固有振動の周期と一致させることにより、洗濯槽内で
の洗濯物の動きを促進でき、洗浄力が向上する。

【００９８】また、超低水位で洗濯物に洗濯水を噴射す
る洗濯水の循環通路を設けることにより、水面上の洗濯
物の濡れを促進できる。さらに、洗濯槽下部に洗濯水の
戻り孔を設けることにより、超低水位でも多量の洗濯水
を洗濯物に噴射できる。

【００９９】また、使用者が規定量以上の洗濯物を投入
した場合、これを検知し洗濯コースの進行を中止し警報
を表示する手段、または別のコースに自動的に移行する
手段を制御装置に設けることにより、洗濯機の過負荷運
転を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全自動洗濯機の第１の実施例を示す縦
断側面図である。

【図２】本発明の全自動洗濯機のコース選択のスイッチ
パネルを示す図である。

【図３】洗濯物の量を測定するための時間と回転翼の回
転数との関係を示す図である。

【図４】洗濯物の量を測定と給水を制御する装置の関係
を示す模擬図である。

【図５】洗濯物の量に対する水位を示す図である。

【図６】第１の実施例における制御装置のモータへの通
電時間、通電休止時間のパターンを示す図である。

【図７】第１の実施例による洗浄特性（水位と洗浄率）
の一例を示すである。

【図８】第１の実施例のよる洗浄特性（通電時間と洗浄
率）の一例を示すである。

【図９】モータへの通電時間、通電休止時間のパターン
と回転翼の回転数を示す図である。

【図１０】本発明の全自動洗濯機の第２の実施例を示す
制御装置のモータへの通電時間、通電休止時間のパター
ンを示す図である。

【図１１】本発明の全自動洗濯機の第３の実施例を示す
制御装置のモータへの通電時間、通電休止時間のパター
ン図である。

【図１２】第３の実施例における回転翼と洗濯物の動き
を示す模擬図である。

【図１３】本発明の全自動洗濯機の第４の実施例を示す
振動系の模擬図である。

【図１４】第４の実施例における固有振動の測定方法と
制御方法とを示す模擬図である。

【図１５】第４の実施例における洗濯時の水位センサの
出力図で、（Ａ）は固有振動時、（Ｂ）は非固有振動時
を示す図である。

【図１６】本発明の全自動洗濯機の第５の実施例を示す
縦断側面図である。

【図１７】第５の実施例における洗濯水通路上部開口部
の形状を示し、（Ａ）はスリット状の開口部の正面図、
（Ｂ）は複数の小穴による開口部の正面図、（Ｃ）は
（Ｂ）のＺ矢視図である。

【図１８】第５の実施例における洗濯槽内の水位変化を
説明する縦断側面図である。

【図１９】本発明の全自動洗濯機の第６の実施例を示す
要部縦断側面図である。

【図２０】図１９のＺ矢視図である。

【図２１】第６の実施例における戻り穴の総開口面積と
循環流量の一例を示すである。

【図２２】本発明の全自動洗濯機の第７の実施例を示す
頑固汚れコースの動作フローである。

【図２３】本発明の全自動洗濯機の第７の実施例を示す
頑固汚れコースの他の動作フローである。

【符号の説明】

１…外枠、２…蓋、３…外槽、３ａ…排水口、４ａ…緩
衝部材、４ｂ…吊り棒、５…洗濯兼脱水槽、６…回転
翼、６ａ…裏羽根、７…ハブ、８…洗濯水、９…洗濯
物、１０…駆動部ベース、１１…モータ、１２…伝動装
置、１３…ベルト、１４…排水バルブ、１５…排水ホー
ス、１６…バランサ、１７…水位センサ、１７ａ…内部
空間、１７ｂ…圧力計、１８…給水バルブ、１８ａ…給
水バルブ駆動マグネット、１９…制御装置、１９ａ…変
換回路、２０…カバー、２１，２３…洗濯水通路、２０
ａ，２５，２６…上部開口部、２０ｂ…下部開口部、２
４…吸水口、２７…脱水孔、２８…戻り孔、４０…操作
パネル、４０ａ…コース選択スイッチ、４０ｂ…スター
トスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大林史朗茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者鹿森保茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者釜野年恭茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者福沢宗一茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号日立多賀エンジニアリング株式会社内 (72)発明者菅野恭一茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、前記制
御部は、前記極低水位相当のコースが選択されると、洗
濯物の量に応じて最低水位が２５ｍｍであり、浴比が７
〜１０の範囲となる水位まで洗濯水を給水し、前記水位
を越えているときは給水を停止しているように制御する
コンピュータを備えてなることを特徴とする全自動洗濯
機。
【請求項２】請求項１において、前記洗濯兼脱水槽に投
入される洗濯物の量を判定する手段を設けることを特徴
とする全自動洗濯機。
【請求項３】請求項２において、前記洗濯物の量の判定
は、洗濯物投入後に前記モータを一定時間回転させてか
ら該モータへの通電をＯＦＦして、慣性による回転時間
を測定し該回転時間から洗濯物の量を換算するコンピュ
ータであることを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項４】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、洗濯物の量に応じて最低水位が２５ｍｍ
であり、浴比が７〜１０の範囲となる水位まで洗濯水を
給水し、前記水位を越えているときは給水を停止するよ
うな、洗濯コースのスイッチがあることを特徴とする全
自動洗濯機。
【請求項５】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、前記制
御部は、前記極低水位相当のコースが選択されると、前
記モータへの通電時間を前記回転翼が定格回転数に達す
るのに要する時間より長くかつ２倍以内に制御するコン
ピュータを備えてなることを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項６】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、前記制
御部は、前記極低水位相当のコースが選択されると、前
記回転翼の１反転サイクル当たりの前記通電時間の比を
他のコースが選択されたときよりも大きくするように制
御するコンピュータを備えてなることを特徴とする全自
動洗濯機。
【請求項７】請求項６において、前記制御部は、前記１
反転サイクル当たりの通電時間の比を０．６以上１．０
未満に制御するコンピュータを備えてなることを特徴と
する全自動洗濯機。
【請求項８】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、前記制
御部は、前記極低水位相当のコースが選択されると、前
記制御部は、前記通電時間を長くして前記回転翼を正転
或いは反転させる第１の反転サイクルと、該第１の反転
サイクルよりも通電時間を短くして回転させる第２の反
転サイクルとを繰り返すように制御するコンピュータを
備えてなることを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項９】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に
設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させるモ
ータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、前記制
御部は、前記極低水位相当のコースが選択されると、前
記制御部は、前記通電時間を前記回転翼が正転時と反転
時とで異なるように制御するコンピュータを備えてなる
ことを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１０】外枠と、該外枠に吊り棒で懸垂された外
槽と、該外槽の内側に設置された洗濯兼脱水槽と、該洗
濯兼脱水槽の底部に設けられた回転翼と、該回転翼を正
転及び反転回転させるモータと、給水の実行及び停止を
指示する制御部とを備え、複数の洗濯コースを選択する
機能を有する全自動洗濯機において、前記洗濯コースと
して極低水位による洗濯に相当するコースを選択するス
イッチがあり、前記制御部は、前記極低水位に相当する
コースが選択されると、前記回転翼の反転サイクルを、
吊り棒，外槽，洗濯兼脱水槽，洗濯物，洗濯水で構成さ
れる振動系の１次の固有振動の周期に応じて制御するコ
ンピュータを備えてなることを特徴とする全自動洗濯
機。
【請求項１１】請求項１０において、前記１次の固有振
動数を外槽の外周面下部に設けた水位センサで検出する
ことを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１２】請求項１０或いは１１において、前記制
御部は、回転翼の反転サイクルを前記１次の固有振動の
周期とずらすように制御するコンピュータを備えてなる
ことを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１３】請求項１０或いは１１において、前記制
御部は、回転翼の反転サイクルを前記１次の固有振動の
周期の０．５倍以上２．０倍以下に制御するコンピュー
タを備えてなることを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１４】請求項５乃至１３のいずれかにおいて、
前記制御部は、前記極低水位相当のコースが選択される
と、洗濯物の量に応じて最低水位が２５ｍｍであり、浴
比が７〜１０の範囲となる水位になるまで洗濯水を給水
し、少なくとも前記水位を越えているときは給水を停止
しているように制御するコンピュータを備えてなること
を特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１５】洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部
に設けられた回転翼と、該回転翼を正転及び反転させる
モータと、給水の実行及び停止を指示する制御部とを備
え、複数の洗濯コースを選択する機能を有する全自動洗
濯機において、前記洗濯コースとして極低水位による洗
濯に相当するコースを選択するスイッチがあり、洗濯物
の量に応じて最低水位が２５ｍｍであり、浴比が７〜１
０の範囲となる水位になるまで洗濯水を給水し、少なく
とも前記水位を越えているときは給水を停止しているよ
うに制御するコンピュータと、前記水位で前記回転翼の
裏側に設けた該回転翼と同一回転をする裏羽根と、該裏
羽根の外縁から前記洗濯兼脱水槽の壁面の途中の高さま
で設けた複数本の洗濯水通路と、該洗濯水通路上部に前
記洗濯兼脱水槽の内部に向けて開口部を設けることを特
徴とする全自動洗濯機。
【請求項１６】請求項４乃至１５のいずれかにおいて、
前記制御部は、洗濯物の量の検知手段からの信号に基づ
き、規定量以上の洗濯物の投入時には、運転を停止する
コンピュータを備えてなることを特徴とする全自動洗濯
機。
【請求項１７】請求項４乃至１５のいずれかにおいて、
前記制御部は、洗濯物の量の検知手段からの信号に基づ
き、規定量以上の洗濯物の投入時には、前記極低水位に
相当するコースが選択されていても、該コースを停止し
て他の洗濯コースに変更をするコンピュータを備えてな
ることを特徴とする全自動洗濯機。
【請求項１８】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あり浴比が７〜１０の範囲となる水位まで給水し、前記
洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転翼を正転及び反転
回転させるモータの通電時間を前記回転翼が定格回転数
に達するのに必要な時間より長くかつ２倍以内とするこ
とを特徴とする全自動洗濯機の運転方法。
【請求項１９】請求項１８において、前記洗濯兼脱水槽
に洗濯物を投入し、該洗濯物の量を測定した後に、該洗
濯物の量に応じた浴比を決定し、該浴比となるように洗
濯水を給水することを特徴とする全自動洗濯機の運転方
法。
【請求項２０】請求項１８において、前記洗濯兼脱水槽
に洗濯物を投入し、最低水位の２５ｍｍまで給水し、前
記洗濯物の量を測定し、該洗濯物の量に応じた浴比を決
定し、残りの洗濯水を給水することを特徴とする全自動
洗濯機の運転方法。
【請求項２１】請求項１９或いは２０において、前記洗
濯物を投入した後、モータを一定時間回転させ、該モー
タへの通電をＯＦＦし、慣性による回転時間を測定し、
該回転時間から洗濯物の量を換算することで前記洗濯物
の量を測定することを特徴とする全自動洗濯機の運転方
法。
【請求項２２】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あって浴比が７以上１０以下の範囲となる水位まで洗濯
水を給水し、前記洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転
翼の１反転サイクル当たりの通電時間の比が０．６以上
１．０未満となるように前記回転翼を回転させるモータ
に通電させることを特徴とする全自動洗濯機の運転方
法。
【請求項２３】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あって浴比が７以上１０以下の範囲となる水位まで洗濯
水を給水し、前記洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転
翼を、通電時間を長くして反転させる第１の反転サイク
ルと、前記第１の反転サイクルより通電時間を短く設定
して反転させる第２の反転サイクルとを繰り返すように
回転させることを特徴とする全自動洗濯機の運転方法。
【請求項２４】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あって浴比が７以上１０以下の範囲となる水位まで洗濯
水を給水し、前記洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転
翼を、正転時と反転時で異なるようにしたことを特徴と
する全自動洗濯機の運転方法。
【請求項２５】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あって浴比が７以上１０以下の範囲となる水位まで洗濯
水を給水し、前記洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転
翼の１反転サイクルが吊り棒，外槽，洗濯槽，洗濯物，
洗濯水で構成される振動系の１次の固有振動の周期の
０．５倍以上２．０倍以下となるように前記回転翼を回
転させることを特徴とする全自動洗濯機の運転方法。
【請求項２６】洗濯兼脱水槽内に最低水位が２５ｍｍで
あって浴比が７以上１０以下の範囲となる水位まで洗濯
水を給水し、前記洗濯兼脱水槽の底部に設けられた回転
翼の１反転サイクルが吊り棒，外槽，洗濯槽，洗濯物，
洗濯水で構成される振動系の１次の固有振動の周期と異
なるように前記回転翼を回転させることを特徴とする全
自動洗濯機の運転方法。